半导体行业超滤回收系统电气自动化技术研究.doc

摘要 近年来随着社会的发展和国家对环保排放标准的不断提高，以及我国淡水资源的相对匮乏和近年来国家对环境的格外重视，水处理行业中传统的工业废水处理技术已无法满足水质安全性要求，而近几年，国内超滤膜处理技术的日益成熟，将水处理的安全性及稳定性提高到一个新的高度，为解决企业废水回收难题提供了更好的方案。目前超滤膜处理技术应用在一部分领域内，但是由于其建设前期的投入成本相对与其它技术比较高，技术稳定性方面还存在一定的不可靠性，其回收技术在一些高污染废水产生的企业一直没有推广开来，随着国家这几年来不断的进行环保宣传，提倡企业进行节能减排、对环境保护的予以足够的重视。那么构造并优化一套自动化技术较高和膜处理技术十分成熟的大规模工业废水处理回收工程，具有十分重要的标志性的意义。 本文基于某半导体公司对水资源消耗大，传统处理工艺回收难，自动化程度不高，造成运行中水资源的浪费、运转成本高，经济效益差等问题，通过对超滤系统工艺及自动化技术的设计及优化，降低半导体企业运行成本，来提高企业的经济效益、环境效益及社会效益等。 具体针对以下几点进行设计及研究： （1）首先对公司超滤膜处理回收处理工艺流程进行详细分析，确立该超滤装置控制系统的框架结构。 （2）进行系统硬件设计。通过对设备工艺的改造，提高系统的自动化程度。 （3）跟进软件设计。从超滤膜工艺需求分析出发，通过匹配PLC 编程软件进行相关程序、梯形图的逻辑步骤的编写；通过组态软件设计理想的人机交互界面。 （4）依照工艺重要部位的程序设计策略进行叙述。PLC 与各仪表的通讯功能块的设计与解析，各个设备功能块设计分析，运行、冲洗及药洗排序问题的逻辑策略分析、反洗、酸洗、药洗过程的程序实现、液位压力以及流量设定分析等几个方面。 （5）根据西门子的组态软件，对监控系统的界面进行综合分析及合理化设计。 关键词：超滤回收；电气自动化技术；PLC 第1章 前 言 1.1 项目背景及研究意义 1.1.1 项目背景 水源是人类日常生活中不可缺少宝贵的自然资源，包括我们人体中的大部分组织都是有水构成，可以说，没有水就没有生命的存在。而今随着现代社会的日益进步，工业化技术取得突飞猛进的发展。伴随而来的是人类现在用水量越来越大，且污染越来越严重，水资源保护问题也越发突出，已成为党中央和社会各界对于水资源的主要关注点，水资源保护成为近年来环境保护的重点。 党的十七大提出要深入贯彻落实科学发展观，积极构建社会主义和谐社会，确保到2020年实现全面建设小康社会的奋斗目标。科学发展观强调了全面协调可持续发展的思想，强调保护环境和保护资源，提出构建资源节约型、环境友好型社会。根据中央水利工作的方针和可持续发展的治水思路，我们要坚持全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理的原则，实行兴利除害结合，开源节流并重，防洪抗旱并举，对水资源进行合理开发，高效利用、优化配置、全面节约、有效保护和综合治理，以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展。 当代信息产业的高速发展已经成为引领经济增长和结构调整的主导力量，半导体产业作为世界上最大的制造业之一，而且是其中最重要的产业，已渗透到社会和经济的各个领域，不仅成为经济增长的直接动力，而且也带动了传统产业的升级改造，促进了其他高新技术产业的发展。 半导体晶圆产业是近些年来我国工业发展中引人注目的先进产业，具有很大的市场和发展潜力，但同时也是一个十分依赖水资源的行业及高水耗的产业。在将晶圆变成具有各种功能的终端产品的过程中，根据产品要求及设定的尺寸大小，需要对晶圆进行研磨和切割处理，同时在研磨和切割过程中使用纯水对晶圆进行清洗，这样就产生了大量的研磨和切割废水。 研磨和切割废水中的主要污染物为悬浮颗粒物(硅粉类)，此类废水的特点是悬浮物浓度高，质量轻，极难沉淀，外观浑浊，在没有外加化学品的情况下，其有机物、氮、磷含量很低，几乎可以忽略不计。在现有的研磨和切割废水处理系统中，最为广泛采用的是化学混凝沉淀处理方式，工艺设备复杂，占地面积大，投资及运行费用高，操作复杂，对极细小的悬浮物处理效果不佳;另外，由于化学药品的大量摄入，不仅会产生更多的污泥，而且会导致出水水质极不稳定，使处理后的水不易被回收再利用。 依据本公司用水消耗量大，处理难度高等实际运行情况。为响应国家“节能减排”的要求，降低单位产品水耗，提高工业用水重复利用率，减少污水排放，根据近年来水行业处理技术的发展和成熟度，而超滤处理技术就成为了本公司水处理后续建设及改进项目首先被考虑的先进技术。 1.1.2 研究意义 1. 公司积极响应国家政策： 抓好工业节水、提高用水效率、科学保护水资源。实现环境效益、经济效益与社会效益多赢，为建设蓝天常在、青山常在、绿水常在的美丽中国而贡献自己的一份力量。而超滤回收系统在废水处理方